1.材料指标及梁、板截面尺寸C30混凝土f c=14.3N/mm2,f t=1.43N/mm2f tk=2.01N/mm2,E c=3.0×104N/mm2HPB235级钢筋f y=210N/mm2,E s=2.1×105N/mm2HRB400级钢筋f y=360N/mm2,E s=2.0×105N/mm2钢筋混凝土:重度标准值为25kN/m3覆土:重度标准值为18kN/m3砂浆抹面层:重度标准值为20kN/m3板厚采用120mm,次梁采用b×h=200×450mm,主梁采用b×h=250×650mm。
主梁次梁柱图1顶盖结构布置图2.板的设计(1)荷载计算值恒载分项系数γG=1.2,活载分项系数因q k=6kN/m2>4kN/m2,故γQ=1.3覆土重 1.2×18×0.5=10.8kN/m2板自重 1.2×25×0.12=3.6kN/m2抹面重 1.2×20×0.02=0.48kN/m2恒载g=14.88kN/m2活载q=1.3×6=7.8kN/m2总荷载g+q=14.88+7.8=22.68kN/m2q/g=7.8/14.88=0.52<3考虑梁板整体性对内力计算的影响,调整后的折算荷载为g′=g+q/2=14.88+7.8/2=18.78kN/m2q′=q/2=7.8/2=3.9kN/m2取1m宽板带进行计算,故计算单元上每延米荷载即为g′=18.78kN/m,q′=3.9kN/m(2)计算简图(图2)计算跨度:边跨1l=n l+b/2=1900+100=2000mm中跨2l=n l+b=1800+200=2000mm图2板的计算简图由于端支座近似取为简支,故此处计算跨度偏小,可取至壁板内边缘,以适当考虑端支座弹性固定对第一跨跨中弯矩,以及第一内支座负弯矩的影响。
(3)内力计算由于2l/1l=4.55/2.00=2.275>2.0,2.0<2l/1l<3.0,这里按单向连续板设计,可把沿长向的构造钢筋加强。
连续板实际为15跨,利用五跨连续梁的内力系数表进行内力计算。
跨中弯矩M1max=(0.078×18.78+0.100×3.9)×2.002=7.42kN·mM2max=(0.033×18.78+0.079×3.9)×2.002=3.71kN·mM3max=(0.046×18.78+0.086×3.9)×2.002=4.78kN·m支座弯矩M Bmax=-(0.105×18.78+0.119×3.9)×2.002=-9.74kN·mM Cmax=-(0.079×18.78+0.111×3.9)×2.002=-7.67kN·m求支座边缘弯矩:在支座B处在支座C处(4)配筋计算板厚h=120mm,顶板钢筋净保护层厚度应取35mm,故h0=120-40=80mm。
板正截面承载力计算结果见表1。
表1板的配筋计算(5)裂缝宽度验算。
第一跨跨中:按荷载长期效应组合计算的第一跨跨中最大弯矩,为用折算恒载准永久值g q′和折算活载准永久值q q′计算的第一跨跨中最大弯矩,=12.4+0.3=12.7kN/m,=0.3kN/mM q=(0.078×12.7+0.100×0.3)×2.12=4.500kN/m满足要求。
(6)挠度验算现已知第一跨跨中,按荷载效应标准组合计算的最大弯矩M k=6.0kN•m,按荷载效应准永久值组合计算所得跨中最大弯矩为M q=(0.078×12.7+0.100×0.3)×2.12=4.50kN/m=M/fcbh0.958As=M/h461.08@1008@1008@1208@1208@120第一跨跨中挠度按简支梁用叠加法计算,即由简支梁在均布荷载作用下的跨中挠度和简支梁在右端支座负弯矩M B(M B由求第一跨跨中最大正弯矩时的荷载布置算得,M B=-6.367kN•m)作用下的跨中挠度叠加而成。
所得跨中挠度近似认为是最大挠度,由此引起的误差忽略不计,则所以满足要求.3.次梁的设计(1)荷载计算板传来恒载设计值14.88×2.0=29.76kN/m次梁自重设计值 1.2×25×0.2×(0.45-0.12)=1.98kN/m恒载g=29.76+1.98=31.74kN/m活荷载q=1.3×6×2.0=15.6kN/m总荷载g+q=47.34kN/mq/g=15.6/31.74=0.49<3考虑主梁抗扭刚度的影响,调整后的折算荷载为g′=g+q/4=31.74+15.6/4=35.64kN/mq′=3q/4=3×15.6/4=11.7kN/m(2)计算简图图2次梁计算简图主梁截面尺寸为250×650mm。
计算跨度:边跨1l=n l+a/2+b/2=4325+100+125=4550mm中跨2l=n l+b=4300+250=4550mm(3)内力计算按四跨连续梁内力系数表,计算跨中及支座弯矩以及各支座左右两侧的剪力。
跨中弯矩M1max=(0.077×35.64+0.100×11.7)×4.552=81.04kN·mM2max=(0.036×35.64+0.081×11.7)×4.552=46.18kN·m支座弯矩M Bmax=-(0.107×35.64+0.121×11.7)×4.552=-108.26kN·mM Cmax=-(0.071×35.64+0.107×11.7)×4.552=-78.30kN·mB支座边缘处弯矩C支座边缘处弯矩A支座右侧剪力V Amax=0.393×35.64×4.55+0.446×11.7×4.55=87.47kNA支座右边缘剪力B支座左侧剪力B支座左侧边缘剪力B支座右侧剪力B支座右侧边缘剪力C支座左侧剪力C支座左侧边缘剪力(4)正截面承载力计算梁跨中按T形截面计算。
其翼缘宽取下面两项中的较小值=l /3=4.55/3=1.52m =b+s n =0.2+1.8=2.0m故取顶盖梁、柱钢筋净保护层厚取35mm ,故跨中T 形截面的有效高度h 0=450-45=405mm (按一排钢筋考虑)支座处按矩形截面计算,其有效高度h 0=450-70=380mm (按二排钢筋考虑)。
次梁正截面承载力计算结果见表2表2次梁正截面配筋计算(5)斜截面承载力计算次梁剪力全部由箍筋承担,斜截面承载力计算结果见表328截面1B 2C 弯矩(kN·m)81.04-94.8046.18-64.84截面类型第一类T 形矩形第一类T 形矩形h 0(mm)405380405380=M/f c bh 020.230.16=M/f ch 020.02320.01270.9880.8670.9930.912A s =M/h 0f y (mm 2)562.58799.29318.97519.71选用钢筋512712214212/214实际配筋面积(mm 2)565791308565配筋率ρ(%)0.6010.8880.3260.937次梁折算恒载准永久值=26.75kN/m,折算活载准永久值q q′=0..9kN/m 第一跨跨中:M q=(0.077×26.75+0.100×0.9)×4.552=44.51kN/m满足要求。
同理,其它支座,跨中均满足要求.(7)挠度验算现已知第一跨跨中,按荷载效应标准组合计算的最大弯矩M k=65.58kN•m,按荷载效应准永久值组合计算所得跨中最大弯矩为M q=(0.077×29.45+0.100×0.9)×4.552=44.51kN/m第一跨跨中挠度按简支梁用叠加法计算,即由简支梁在均布荷载作用下的跨中挠度和简支梁在右端支座负弯矩M B (M B 由求第一跨跨中最大正弯矩时的荷载布置算得,M B =-(0.107×29.45+0.054×9)×4.552=-75.30kN•m )作用下的跨中挠度叠加而成。
所得跨中挠度近似认为是最大挠度,由此引起的误差忽略不计,则4.主梁的设计(1)荷载的计算。
次梁传来恒载设计值31.74×4.55=144.42kN 主梁自重设计值 1.2×0.25×(0.65-0.12)×2.00×25=8.35kN 恒载G=152.77kN 次梁传来的活载设计值Q=15.6×4.55=70.98kN (2)计算简图图3主梁计算简图柱子截面尺寸400×400mm 计算跨度边跨:l =c l =6.1m中跨:l =c l =6.0m(3)内力计算1)弯矩设计值及包络图中跨及C 支座M=k 1G l +k 2Q l =k 1×152.77×6.00+k 2×70.98×6.00=916.62k 1+425.88k 2边跨M=k 1G l +k 2Q l =k 1×152.77×6.10+k 2×70.98×6.10=931.9k 1+432.978k 2B 支座M=k 1G l +k 2Q l =k 1×152.77×6.05+k 2×70.98×6.05=924.26k 1+429.43k图4主梁弯矩包络图2)剪力设计值及包络图V=k3G+k4Q=152.77k3+70.98k4主梁剪力具体计算结果见表5,剪力包络图见图①+④158.1-289.3253.1-194.5148.47①+⑤103.2-202.3220-227.6240.97(4)正截面承载力计算各跨跨中按T形截面计算,其翼缘宽度取下面两项的中的较小值。
=6.05/3=2.02m故取第一跨跨中的截面有效高度,按两排钢筋考虑,则第二,三跨跨中的截面有效高度,按一排钢筋考虑,则B、C支座按矩形截面计算,其截面有效高度为各支座截面的配筋,应按支座边缘处的弯矩值计算。